74786

Применение первого начала термодинамики к изопроцессам

Доклад

Физика

Среди равновесных процессов, происходящих с термодинамическими системами, выделяются изопроцессы, при которых один из основных параметров состояния сохраняется постоянным.

Русский

2015-01-05

69 KB

5 чел.

26.Применение первого начала термодинамики к изопроцессам

Среди равновесных процессов, происходящих с термодинамическими системами, выделяются изопроцессы, при которых один из основных параметров состояния сохраняется постоянным.

Изохорный процесс (V=const). Диаграмма этого процесса (изохора) в координатах р, V изображается прямой, параллельной оси ординат (рис. 81), где процесс 1—2 есть изохорное нагревание, а 13 — изохорное охлаждение. При изохорном процессе газ не совершает работы над внешними телами, т. е.

Как уже указывалось в § 53, из первого начала термодинамики (Q=dU+A) для изохорного процесса следует, что вся теплота, сообщаемая газу, идет на увеличение его внутренней энергии:

Согласно формуле (53.4),

Тогда для произвольной массы газа получим

(54.1)

Изобарный процесс (p=const). Диаграмма этого процесса (изобара) в координатах р, V изображается прямой, параллельной оси V. При изобарном процессе работа газа (см. (52.2)) при увеличения объема от V1 до V2 равна

(54.2)

и определяется площадью заштрихованного прямоугольника (рис. 82). Если использовать уравнение (42.5) Клапейрона — Менделеева для выбранных нами двух состояний, то

откуда

Тогда выражение (54.2) для работы изобарного расширения примет вид

(54.3)

Из этого выражения вытекает физический смысл молярной газовой постоянной R: если T2 —T1 =1 К, то для 1 моль газа R=A, т. е. R численно равна работе изобарного расширения 1 моль идеального газа при нагревании его на 1 К.

В изобарном процессе при сообщении газу массой т количества теплоты

его внутренняя энергия возрастает на величину (согласно формуле (53.4))

При этом газ совершит работу, определяемую выражением (54.3).

Изотермический процесс (T=const). Как уже указывалось § 41, изотермический процесс описывается законом Бойля—Мариотта:

Диаграмма этого процесса (изотерма) в координатах р, V представляет собой гиперболу (см. рис. 60), расположенную на диаграмме тем выше, чем выше температура, при которой происходит процесс.

Исходя из выражений (52.2) и (42.5) найдем работу изотермического расширения газа:

Так как при Т=const внутренняя энергия идеального газа не изменяется:

то из первого начала термодинамики (Q=dU+A) следует, что для изотермического процесса

т. е. все количество теплоты, сообщаемое газу, расходуется на совершение им работы против внешних сил:

(54.4)

Следовательно, для того чтобы при расширении газа температура не понижалась, к газу в течение изотермического процесса необходимо подводить количество теплоты, эквивалентное внешней работе расширения.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

15989. Инвестиционное право 2.15 MB
  Инвестиционное право Предисловие Внимание которое в современной России уделяется вопросам инвестиций имеет весьма важное значение: оно свидетельствует об общем понимании того что без правильно организованного инвестиционного процесса никакая модернизаци...
15990. Международное инвестиционное право теория и практика применения 2.08 MB
  Международное инвестиционное право: теория и практика применения Посвящается 50летию Российской ассоциации международного права Предисловие Вот уже более полувека понятие иностранные инвестиции манит воображение людей мало сведущих в этой проблеме да и...
15991. Пути совершенствования транспортной логистики в Республике Беларусь 234 KB
  Изучить теоретические основы транспортной логистики; рассмотреть основные показатели использования транспортных средств и методику их расчета; проанализировать развитие транспортной логистики Республики Беларусь; предложить мероприятия по совершенствованию транспортной логистики Республики Беларусь...
15992. Местное самоуправление 401.5 KB
  ФАБРИЧНЫЙ Сергей Юрьевич Родился 10 января 1962 годаКандидат юридических наук окончил Высшую комсомольскую школу при ЦК ВЛКСМ и Московскую государственную юридическую академию.Работал первым секретарем Боровичского горкома ВЛКСМ Новгородской области управляющим Дел
15993. Правовое регулирование использования силы в международных отношениях 505.5 KB
  ИНСТИТУТ ГОСУДАРСТВА И ПРАВА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК Н. А. Ушаков ПРАВОВОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СИЛЫ В МЕЖДУНАРОДНЫХ ОТНОШЕНИЯХ МОСКВА 1997 Ушаков Н.Л. Правовое регулирование использования силы в международных отношениях. М.: Институт государства и пра
15994. Международное право 1.5 MB
  В соответствии с программой курса международного публицестического права рассматриваются основные отрасли и институты международного права. Дается представление о международном праве как самостоятельной нормативной системе. Подробно анализируются принципы международного права, вопросы иммунитета, правопреемства, ответственности государств, современная система международной экономики.
15995. Права человека в современной России 2.79 MB
  Утяшев М.М. Утяшева Л.М. ПРАВА ЧЕЛОВЕКА в современной России Учебник для ВУЗов и средних учебных заведений Уфа 2003 год Утяшев М.М. Утяшева Л.М. Права человека в современной России: Учебник для ВУЗов и средних учебных заведений. Уфа: полиграфкомбинат 2003. 616 с...
15996. Государственное и региональное управление 1.54 MB
  В данном учебном пособии в соответствии с утвержденной учебной программой рассматриваются проблемы развития государственного и регионального управления, освещаются зарубежный опыт региональной политики и пути его использования в России с учетом её специфики, правовые основы функционирования субъектов РФ, анализируются регион в качестве социальной экономической системы, финансы и бюджет, рассматриваются вопросы стимулирования
15997. Государственное и муниципальное управление 1.44 MB
  В предлагаемом пособии рассматривается в соответствии с утвержденной учебной программой широкий круг вопросов становления и развития местного самоуправления в России и за рубежом, дается характеристика органов местного самоуправления и муниципальных образований, рассматриваются вопросы формирования и использования местных финансов,